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グリース潤滑軸受の低温・高温環境の解析

グリース潤滑は、一般的に、軸受の運転温度がグリースの限界温度を下回る低速から中速の用途に適しています。すべての用途に適した減摩軸受グリースはありません。各グリースの性能と特性は限られています。グリースは、基油、増ちょう剤、添加剤で構成されています。軸受グリースには通常、特定の金属石鹸で増ちょうされた石油系基油が含まれています。近年、合成基油に有機および無機の増ちょう剤が添加されています。表26は、代表的なグリースの成分をまとめたものです。表 26. グリースの成分 基油 増ちょう剤 添加剤 グリース 鉱油 合成炭化水素 エステル物質 ペルフルオロ化合物 シリコーン リチウム、アルミニウム、バリウム、カルシウムおよび化合物 石鹸 無香料 (無機) 粒子 接着剤 (粘土)、カーボン ブラック、シリカゲル、PTFE 石鹸不使用 (有機) ポリウレア化合物 錆防止剤 染料 粘着付与剤 金属不動態化剤 酸化防止剤 摩耗防止剤 極圧添加剤 カルシウムベースおよびアルミニウムベースのグリースは耐水性に優れ、水分の浸入を防ぐ必要がある産業用途に適しています。 リチウムベースのグリースは用途が広く、産業用途やホイールエンド ベアリングに適しています。
エステル、有機エステル、シリコーンなどの合成ベースオイルを一般的な増ちょう剤や添加剤と併用すると、最高動作温度が石油系オイルの最高動作温度よりも高くなるのが一般的です。合成グリースの動作温度範囲は、-73°C ~ 288°C です。以下は、石油系オイルによく使用される増ちょう剤の一般的な特性です。 表 27. 石油系オイルに使用される増ちょう剤の一般的な特性 増ちょう剤 標準的な滴点 最高温度 耐水性 表 27 の増ちょう剤を合成炭化水素油またはエステル系オイルと併用すると、最高動作温度が約 10°C 上昇します。
°C °F °C °F
リチウム 193 380 121 250 良好
リチウム錯体 260+ 500+ 149 300 良好
複合アルミニウムベース 249 480 149 300 優秀
硫酸カルシウム 299 570 177 350 優良
ポリウレア 260 500 149 300 良好
ポリウレアを増ちょう剤として使用することは、30年以上にわたる潤滑分野における最も重要な進歩の一つです。ポリウレアグリースは、様々な軸受用途で優れた性能を示し、短期間でボールベアリングのプレ潤滑剤として認知されるようになりました。低温 低温条件下では、グリース潤滑軸受の始動トルクが非常に重要です。グリースによっては、軸受が作動しているときのみ正常に機能するものの、軸受の始動に過度の抵抗を引き起こす場合があります。また、一部の小型機械では、極端に低い温度では始動しない場合があります。このような作業環境では、グリースは低温始動特性を備えている必要があります。動作温度範囲が広い場合、合成グリースには明らかな利点があります。グリースは、-73℃の低温でも始動トルクと運転トルクを非常に小さく抑えることができます。場合によっては、この点でこれらのグリースは潤滑剤よりも優れた性能を発揮します。グリースに関する重要な点は、始動トルクは必ずしもグリースの稠度や全体的な性能の関数ではないということです。始動トルクは、特定のグリースの個々の性能の関数に似ており、経験によって決まります。
高温:現代のグリースの高温限界は、通常、基油の熱安定性と耐酸化性、および酸化防止剤の有効性の総合的な関数です。グリースの温度範囲は、グリース増ちょう剤の滴点と基油の組成によって決まります。表28は、さまざまな基油条件下でのグリースの温度範囲を示しています。グリース潤滑軸受の長年の実験の結果、その経験的方法により、潤滑グリースの寿命は温度が10℃上昇するごとに半分になることが示されています。たとえば、グリースの温度90℃での耐用年数が2000時間の場合、温度が100℃に上昇すると、耐用年数は約1000時間に短縮されます。逆に、温度を80℃に下げると、耐用年数は4000時間に達すると予想されます。


投稿日時: 2020年6月8日